MIDがPCB用の垂直SMDモジュールとして復活

PCB設計において、十分な注目を受けていない分野があります。それは、成形インターコネクトデバイス、またはMIDです。これらのデバイスは、基本的には任意の表面、右角を含む、垂直に走るトレースを持つプラスチック成形基板です。私自身これらを設計したことはありませんが、設計および製造の観点から見ても確かに印象的です。

Plastics Technologyの記事によると、MIDは2005年に再び注目されるはずでした。当時、ある程度の規模でこれらのデバイスを生産するために必要なツーリングは、射出成形に基づいており、すべてのMIDに対して完全にカスタマイズされる必要がありました。設計の観点からは、電子設計者はMIDの設計を作成するためにMCADソフトウェアや独自のECADユーティリティを使用する必要があり、これが設計検証ワークフローを非常に非効率的にしました。PCB設計者にとって、PCB設計ソフトウェアで最も一般的な問題は、これらのデバイスのトレースを3D PCBレイアウトでルーティングすることができないことであり、これはMIDを作成するために必要です。

HARTINGはMID製品の業界をリードするサプライヤーであり、最近では標準フットプリントを持つデバイス用の垂直アダプターとして機能する革新的なコンポーネントキャリアMID基板の範囲を開発しました。これらのコンポーネントキャリアにより、設計者は標準フットプリントを持つSMD部品を垂直に取り付けることができ、キャリアピースは他のSMDコンポーネントと同様にボードにはんだ付けされます。AltiumとHARTINGは、PCB設計者が新しいPCBでMIDを簡単に作成して使用できるようにするために提携しました。

Altiumユーザーは、新しい3Dルーティング拡張機能を使用して、標準の組み立てプロセスで垂直に取り付けることができる自分自身のコンポーネントキャリアを設計できます。コンポーネントは、標準のテープアンドリールでアセンブラに供給され、自動ピックアンドプレース機器と互換性があります。もし、フレックスセクションを設計に追加する費用なしで、コンポーネントや完全な回路を垂直に取り付けたいと常に思っていたなら、HARTINGのコンポーネントキャリアデザインを使用した新しい3Dルーティング拡張機能はユニークな解決策を提供します。

垂直コンポーネントまたは回路取り付けとしてのMID

MIDは通常、箱や筐体の内側など、3D表面上の任意の場所にインターコネクトを配線したり、コンポーネントを取り付けたりするソリューションとして見られています。あまり語られない応用分野として、これらのデバイスをSMDコンポーネント用の基板取り付けアダプタとして使用することがあります。これらのSMDコンポーネントマウントは、基板上で垂直に設置されるか、または奇妙な角度で設置されることがあり、通常は柔軟なPCBやリジッドフレックス設計のフレックスリボンを必要とする新しいアプリケーション範囲を開きます。

HARTINGは、現在のSMDコンポーネントキャリア製品ラインでこのアプローチを採用しています。これらのMIDは標準のSMDコンポーネントパッケージ（例えばSOT23-6やSOIC-8など）を保持しますが、標準のPCBに取り付けるための独自のSMDフットプリントを持っています。これにより、特定のコンポーネントをリジッドボードにフレックスリボンセクションを設計することなく垂直に配置することが可能になります。また、柔軟なPCBの製造に必要なコストを削減し、さらに重要なことに、後続のプロセスステップでの関連する手作業による組み立てコストも削減します

HARTINGは、顧客に対して、テープアンドリール形式でパッケージされた完成したコンポーネントキャリアを供給しています。組み立てられたコンポーネントはキャリアに接着されており、これにより完全なアセンブリは自動ピックアンドプレースおよびその後のリフロー処理に適しており、顧客によって単一のコンポーネントとして扱うことができます。

Altium Designerの新しい3Dルーティング拡張機能を使用すると、ユーザーは任意のSMDコンポーネントを保持できるカスタマイズされた表面実装コンポーネントキャリアMIDを自分で作成できます。キャリアの底面にあるフットプリントとピン配置をカスタマイズすることに加えて、表面上のコンポーネントレイアウトとルーティングも、Altium Designerの3Dレイアウトおよびルーティング機能を使用して完全にカスタマイズできます。

コンポーネントキャリアMIDの作成

HARTINGのコンポーネントキャリアMID製品は、標準の3D形状とSMDフットプリントから始まります。基板の表面に回路レイアウトを設計したら、HARTINGはこれらのカスタムキャリアを製造して、組み立て工場に出荷することができます。

回路は、標準的なAltium Designerプロジェクトの通常のPCB設計ワークフロー内でコンポーネントキャリア上に配置され、MIDは独自の回路図と物理的レイアウトを持っています。これらのMIDには標準化されたPCBフットプリントがありますが、デザイナーはデバイスのピン配置やMIDの本体上のコンポーネントの配置をカスタマイズする自由があります。配置されたコンポーネントのフットプリントは、既存のライブラリ内の既存のコンポーネントからインポートされます。MIDが設計されると、ユーザーは回路図シンボル内で必要なピン配置を設計することにより、それをプロジェクトに含めることができ、これはランドパターンと3Dボディと組み合わされます。その後、他のコンポーネントと同様にPCBレイアウト内に配置することができます。

キャリア基板がAltium Designerにインポートされ、コンポーネントが回路図からPCBエディタに同期されると、Altiumの3Dレイアウト機能を使用してコンポーネントを垂直面上に配置することができます。以下に示すように、必要な位置にコンポーネントをドラッグするだけです。

配置後、Altium Designerの標準的な3Dルーティング機能を使用して、表面上のコンポーネント間でトレースをルーティングすることができます。ルーティングは基板の任意の表面で可能であり、デバイスの底面まで回り込んでMID上のパッドに接続することができます。

コンポーネントキャリアの設計が完了すると、単一のメニューコマンドでHARTINGの生産プロセスに必要な製造データが生成されます。

コンポーネントキャリアMIDアプリケーション

MIDに回路を垂直に取り付け、フットプリントをカスタマイズする能力は、従来のアプローチではコストがかかったり実現不可能だったりする興味深いアプリケーションを可能にします。

• 垂直に取り付けられたセンサー - SMD温度センサー、ホール効果センサー、光センサー、およびそれらのサポートコンポーネントなどのコンポーネントは、キャリアMIDに取り付けることができます。これらのキャリアMIDは、外部環境への簡単なアクセスのために、エンクロージャーの端に配置することができます。これは通常、フレックスセクションやケーブル付きの別のボードが必要になります。
• SMDアダプターでのドロップイン交換部品 - これらのMIDは、底面に標準のフットプリントを設計することで、コンポーネントが在庫切れになったときにこれらのデバイスがドロップイン交換として機能するようにすることができます。一つの可能性は、在庫切れの部品を異なるフットプリントを持つ代替品と交換することで、MIDを2つのコンポーネント間のアダプターとしてカスタマイズすることです。
• RF機能 - HARTINGは、異なる基盤ポリマーでこれらのコンポーネントキャリアMIDを構築できるため、誘電率、損失角、およびその他のRF特性を基板材料でカスタマイズできます。これにより、これらのMID上でGHz帯域の標準バンドで動作する垂直アンテナ構造またはRF回路を実装する可能性が開かれます。
• 90°コネクタ - 特殊なコネクタの中には、垂直に配置されたSMDコンポーネントとしてのみ利用可能なものがあります。キャリアMIDを使用して、これらのコネクタをメインPCBに対して90°の角度で配置できます。これにより、ユニークなボード間接続やケーブルアクセスのための追加のクリアランスが可能になります。

おそらくこれらのコンポーネントの最大の利点は、そのモジュラリティです。完全な回路をこれらのMIDに配置でき、MIDに標準のフットプリントを与えることができます。これにより、メインPCBのレイアウトやMIDのピン配置を変更することなく、設計内でMIDを交換できます。これは、機能の全く新しい範囲だけでなく、PCBデザイナーにとってMID実装の低コストアプローチを開きます。

MIDをモジュラーに扱いたい場合は、3d-routing@altium.comまでご連絡ください。Altium Designer®で新しい3Dルーティングツールにアクセスする方法をご案内します。本日からあなた自身のコンポーネントキャリアの設計を始めるには、HARTINGの3D基板をこちらからダウンロードできます。また、役立つ設計ガイドラインは彼らのホワイトペーパーこちらで見つけることができます。

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